低温甲醇洗贫甲醇温度高原因及处置

王浩 李永强 田锋（蒲城清洁能源化工有限责任公司，陕西 蒲城715500）

0 前言

林德公司的低温甲醇洗工艺具有吸收能力大、选择性好、净化度高、操作费用低等特点，在工业领域应用广泛。本公司净化装置自开车以来，每年入夏，系统就会出现贫甲醇温度高导致吸收效果差、贫甲醇泵入口温度高易引发气蚀，制约负荷，影响甲醇产量。

1 工艺原理

低温甲醇洗，以工业甲醇为吸收溶剂，利用甲醇在低温高压下对酸性气体溶解度极大的优良特性，脱除原料气中的酸性气体，是一种物理吸收法。低温甲醇洗工艺因甲醇在高压低温环境下对CO2、H2S 等酸性气体溶解度较高,对H2、CH4、CO 等气体溶解度小,且对各种杂质气体选择性较好,对粗煤气有较高的净化程度，得到广泛应用。

低温甲醇洗的冷量来源有：丙烯冷却器中液态丙烯汽化带走热量降低甲醇温度；富含CO2甲醇减压、气提、闪蒸所获得的冷量；水冷器提供的冷量。

2 原因分析

2.1 甲醇循环量对温度的影响

当系统负荷一定时，系统所具有的冷量基本一定，甲醇循环量大，单位体积甲醇所得到的冷量就少，温度自然就高。另外，甲醇循环量大，由于换热器温差的存在，使冷量损失增大。

系统负荷波动较大，甲醇循环量匹配过程中，导致系统冷损偏大，系统整体温度偏高。加负荷导致局部时间段内系统闪蒸气提释放的冷量小于接气产生的溶解热(一般冷热平衡需要8小时左右)，系统冷热量平衡打破，系统整体温度进一步升高，导致贫甲醇温度升高。

2.2 气提氮气量对贫甲醇温度的影响

气提氮气量在有限范围内越大越好。气提氮气量越大，释放出来的冷量就越多，系统温度就越低。但汽提氮气量过大会增加氮气消耗，同时释放出过量的H2S气体，导致尾气超标。

2.3 循环冷却水对温度影响

系统长时间运行，各换热器不同程度的堵塞致使换热面积减少，换热效果下降。后期新增项目中水冷器的增加，使分配到个换热器水量减小，循环水冷却能力下降。虽然通过增加风机降低水温补充冷量维持系统冷热平衡，但是循环水在夏季的降温能力降低，为系统补充的冷量也随之减少，贫甲醇温度明显升高，进一步影响系统负荷。

2.4 丙烯冷冻站对温度的影响

同样受换热器换热效果下降、循环水温度升高的影响，压缩机出口气态丙烯的冷凝量下降，循环丙烯气温度升高，压缩机出口压力升高，引起压缩机入口压力升高，丙烯输送管道背压也随之升高，导致低温甲醇洗深冷器中丙烯蒸发量减少，补充冷量能力下降，最后引起贫甲醇温度升高，形成了一个恶性循环，进一步破坏系统稳定运行。

2.5 动力蒸汽对温度的影响

我公司采用1.8MPa 蒸汽驱动的汽轮机贫甲醇泵。当蒸汽管网发生波动，1.8MPa 的蒸汽压力随之波动，汽动泵的输出功率发生波动，贫甲醇的循环量也会跟着波动。

2.6 环境气温对温度的影响

夏天环境温度高，除了使循环水温度升高致使水冷器冷却效果降低外，还会使整个低温甲醇洗运行过程中的冷损加大。低温甲醇洗系统中大部分甲醇一直处于一种低温状态，因此所有相关设备管道都采取了保温措施。但是由于时间推移，保温效果的下降，还有一些动设备等特殊部位无法使用隔热材料的地方在高温天气下更容易产生热交换，使系统冷量损失，甲醇温度升高。

3 实际应用

表1 为我公司净化装置系统加负荷前后，贫甲醇温度的变换。

表1：系列加负荷前后工况对比

由表1 可知，负荷由70%加至98%的过程中，贫甲醇泵入口温度由58.46℃涨至62.55℃；丙烯冷冻站出口压力由1.54 MPa涨至1.74 MPa；07：00～14：30 TI1201先升后降，温度升高说明冷热平衡被打破，温度上升再下降说明冷热趋于平衡。因此，本次加负荷过程出现冷热平衡被打破的情况，只能靠降负荷调整冷热平衡（14：20循环水风机已经全部启动）。

随着循环水温度的降低，气丙烯冷凝量增大，丙烯压缩机出口压力也随之降低，压缩机的入口压力降低，输送丙烯管道的背压下降，低温甲醇洗深冷器中液丙烯蒸发量加大，带走热量增加，吸收塔甲醇温度下降，吸收效果好，所需甲醇循环量降低。同时贫甲醇泵出口冷却水效果提升，进一步降低了入口甲醇温度，使整个系统冷量满足运行负荷的提高。

4 应对措施

（1）甲醇循环量及气提氮气量的控制[1]。对于甲醇的循环量以及气提氮气量，要根据粗煤气量来做出及时的调整，确保其能够在合理的范围内。对于粗煤气量—甲醇循环量—气提氮气量匹配，严格按照设计参数以及每个负荷工况的最优运行状态的参数来制定，这样能够方便工作人员进行的优化工况，避免系统温度升得太高。

（2）维持变换-净化工况稳定，避免负荷的大幅度变化，如需调整，严格控制调整速率；密切关注贫甲醇泵入口温度并适当升高泵入口压力，防止甲醇在入口汽化产生汽蚀现象。当入口温度出现明显上升趋势，应当立即采取降温措施，出现温度失控的情况，立即降负荷处理。

（3）最大程度降低循环水上水温度，提高上水压力。加大新鲜水的补充量，加大循环水置换量。加强循环水站风机的监护，保证白天气温升高后，所有风机都具备正常运行的条件，为系统加负荷做好准备。确保循环水站旁滤间正常投用，保证循环水质达标。

（4）加负荷过程中控制丙烯压缩机防喘振裕度，减少热丙烯气循环，降低机组负荷。

（5）增加临时喷淋装置，对丙烯压缩机出口管线、冷却器、冷凝器、中间罐进行降温。

（6）在贫甲醇水冷器、丙烯冷凝器的循环水管线增加管道增压泵提高冷却水量，增加冷却效果。

（7）根据当天气温、负荷和系统温度，适时对水冷器进行冲洗，提高换热效率。

（8）停车检修期间，对所有水冷器进行疏通清洗。净化循环水管网，改善水质。

5 结语

本文分析了低温甲醇洗甲醇温度升高原因,由文章可知导致温度升高的原因众多,要根据实际情况做好判断,采取相应对策予以有效应对,切实发挥出低温甲醇洗工艺对于气体净化的应用效果,提升净化作用。